В то время как большинство людей опасаются массивных астероидов или внезапных природных катастроф, в космосе таится гораздо более экзотическая — и теоретически гораздо более смертоносная — угроза: первичные черные дыры (ПЧД).
Последние научные исследования вышли за рамки изучения «спагеттификации» при падении в массивные черные дыры. Теперь ученые рассматривают гораздо более специфический, хотя и крайне маловероятный сценарий: что произойдет, если субатомная черная дыра массой с астероид прошьет человеческое тело на невероятной скорости?
Что такое первичные черные дыры?
В отличие от сверхмассивных черных дыр, находящихся в центрах галактик, первичные черные дыры — это теоретические остатки самой зари Вселенной. Считается, что они сформировались сразу после Большого взрыва, когда экстремальная плотность и давление сжали материю в крошечные, невероятно плотные объемы.
Важно понимать два критических фактора, касающихся этих объектов:
— Масса против размера: ПЧД с массой небольшого астероида (примерно 100 миллиардов метрических тонн) будет меньше одного атома водорода.
— Испарение: Из-за излучения Хокинга очень маленькие черные дыры со временем теряют массу. Любая ПЧД массой менее миллиарда метрических тонн уже давно бы испарилась, превратившись в ничто. Следовательно, любая сохранившаяся ПЧД будет относительно «тяжелой» по субатомным меркам.
Столкновение: космическая пуля
Если ПЧД массой 100 миллиардов метрических тонн ударит по Земле, она не «проглотит» планету. Поскольку сила гравитации стремительно ослабевает с расстоянием, влияние черной дыры становится экстремальным только на очень близком расстоянии.
Двигаясь со скоростью примерно один миллион километров в час, такой объект пролетит скворез Землю менее чем за минуту. Вместо конца света его прохождение вызовет сейсмическую ударную волну, сопоставимую с землетрясением магнитудой 4.0 — это будет заметно, но не катастрофично.
Человеческий фактор
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале International Journal of Modern Physics D, изучалось воздействие ПЧД, проходящей сквозь человеческое тело. Используя физические модели, аналогичные тем, что применяются при попадании высокоскоростных пуль, исследователи пришли к нескольким поразительным выводам:
- Ударная волна: ПЧД массой не менее 100 миллиардов тонн передаст через ударную волну достаточно энергии, чтобы нанести человеку «значительные» повреждения.
- Приливные силы: Хотя черные дыры знамениты своими «приливными силами» (разницей гравитации между вашей головой и ногами, которая растягивает объекты), время прохождения через человеческое тело составит примерно микросекунду. Это слишком быстро, чтобы приливные силы могли разорвать органы или клетки; для такого биологического разрушения потребовалась бы масса в 100 раз больше.
- Эффект «туннеля»: Поскольку черная дыра имеет субатомный размер и движется настолько быстро, она, скорее всего, провзаимодействует лишь с крошечным количеством атомов, оставив в теле микроскопический, почти невидимый канал.
Почему это важно для науки
Хотя идея «космической пули», пролетающей сквозь вас, пугает, она служит гораздо более важной цели в астрофизике. Ученые в настоящее время выясняют, могут ли ПЧД составлять основу темной материи — таинственной субстанции, которая составляет подавляющую часть массы Вселенной, но остается невидимой для наших телескопов.
Вычисляя потенциальный «ущерб» или частоту таких столкновений, исследователи могут установить верхние пределы того, какая часть темной материи может состоять из этих крошечных черных дыр.
Вердикт: стоит ли бояться?
Короче говоря: нет.
Математическая вероятность попадания под воздействие ПЧД настолько ничтожно мала, что она фактически равна нулю. Даже если ПЧД существуют в высокой концентрации, расчетная частота столкновения черной дыры массой 100 миллиардов тонн с Землей составляет один раз в миллиард лет. Для отдельного человека шансы примерно равны выигрышу в лотерею при одновременном ударе молнии во время нападения акулы.
Заключение: Хотя удар первичной черной дыры будет мощным высокоэнергетическим событием, вызванным ударными волнами, а не приливным растяжением, астрономическая редкость таких встреч делает их скорее увлекательным теоретическим курьезом, чем реальной угрозой.
